一种平台方法,用于设计具有增强吸附性质的可持续的印二氧化碳氧腐蚀抑制剂
A K S Koushik1, Demetrius Finley2, Nadia N Intan3,4
1Department of Chemical and Biological Engineering, Iowa State University, Ames, Iowa 50011, United States.
Langmuir : the ACS journal of surfaces and colloids
|March 24, 2025
概括
来自 indole-3-carboxaldehyde 和 thiosemicarbazones 的新有机腐蚀抑制剂在保护温钢方面表现出高效率. 这些环保化合物在低度下提供卓越的性能,降低金属腐蚀成本.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 电化学 电化学 电化学
- 有机化学 有机化学
背景情况:
- 金属腐蚀造成全球经济重大损失 (每年2.5万亿美元).
- 现有的无机和有机腐蚀抑制剂引发了环境和毒性问题.
- 开发可持续和有效的腐蚀抑制剂对于工业应用至关重要.
研究的目的:
- 设计和评价基于醇-3-碳酸和西米卡巴的新型有机腐蚀抑制剂,用于温钢.
- 评估这些新型抑制剂对环境的影响和毒性概况.
- 为优化抑制剂设计建立结构-性能关系.
主要方法:
- 合成和表征的英多尔-3-碳甲-thiosemicarbazone衍生物.
- 电分析技术 (例如,潜在动力极化,电化学阻抗光谱) 和重力测量分析.
- 使用扫描电子显微镜 (SEM),X射线光电子光谱学 (XPS),液态染色学-质谱学 (LC-MS) 和矩阵辅助激光溶解/电离质谱学 (MALDI-MS) 的表面表征.
- 理论计算包括密度函数理论 (DFT) 和Ab Initio分子动力学 (AIMD).
主要成果:
- 在30°C的酸性介质中,温钢的抑制效率高达98.9%.
- 兰木尔吸附异温模型表明强化学吸附与高吸附平衡常数 (Kads) 和负的吉布斯自由能量吸附 (ΔGads).
- SEM,XPS,LC-MS和MALDI-MS证实了低度 (0.71.8μg cm−2) 的抑制剂的有效和均的表面覆盖.
结论:
- 印度醇-3-碳甲基-西西米亚衍生物是高效和环保的有机腐蚀抑制剂.
- 化学吸收,由有利的电子相互作用驱动,并由水分子促进,是抑制的主要机制.
- 理论计算阐明了分子结构和电子特性在抑制剂性能决定中的作用,为先进的腐蚀抑制剂的合理设计铺平了道路.
